Đồ án Thiết kế xây dựng công trình Tòa nhà Hải Minh, Đông Hải, Hải An, Hải Phòng

g thái dẻo dày 4,6 m. + Lớp 3: Sét pha ở trạng thái dẻo có chiều dày 5,8 m. + Lớp 4: Cát hạt vừa ở trạng thái chặt vừa có chiều dày 4 m. + Lớp 5: Cát hạt vừa ở trạng thái chặt và rất dày 1. Lựa chọn phương án thiết kế móng - Móng cọc đóng: Sức chịu tải của cộc lớn, thời gian thi công nhanh, đạt chiều sâu đóng cọc lớn, chi phí thấp, chủng loại máy thi công đa dạng, chiều dài cọc lớn vì vật số mối nối cọc ít chất lượng cọc đảm bảo (Độ tin cậy cao). Tuy nhiên biện pháp này cũng có nhiều nhược điểm: Gây ồn ào, gây ô nhiễm môi trường, gây chấn động đất xung quan nơi thi công, như vậy sẽ ảnh hưởng đến một số công trình lân cận. Biện pháp này không phù hợp với việc xây chen trong thành phố. - Móng cọc khoan nhồi: Sức chịu tải một cọc lớn, thi công không gây tiếng ồn, rung động trong điều kiện xây dựng trong thành phố. Nhược điểm của cọc khoan nhồi là biện pháp thi công và công nghệ thi công phức tạp. Chất lượng cọc thi công tại trông trường không đảm bảo, giá thành thi công cao. - Móng cọc ép: Không gây ồn và gây chấn động cho các công trình lân cận, cọc được chế tọa hàng loạt tại nhà máy chất lượn cọc đảm bảo. Máy móc thiết bị thi công đơn giản, rẻ tiền. Tuy nhiên nó vẫn tồn tại một số nhược điểm: Chiều dài cọc ép bị hạn chế vì vậy nếu chiều dài cọc lớn thì khó chọn máy ép có đủ lực ép, còn nếu để chiều dài cọc ngắn thì khi thi công chất lượng cọc sẽ không đảm bảo do có quá nhiều mối nối. => Như vậy từ các phân tích trên cùng với các điều kiện địa chất thủy văn và tải trọng của công trình ta lựa chọn phương án móng cọc ép. + Phương án 1: dùng cọc BTCT 25 x 25 cm, đài đặt vào lớp 1, mũi cọc hạ sâu xuống lớp 5 . Thi công bằng phương pháp ép. + Phương án 2: dùng cọc BTCT 30 x 30 cm, đài đặt vào lớp 1, mũi cọc hạ sâu xuống lớp 4 khoảng 2 – 4m. Thi công bằng phương pháp đóng. + Phương án 3: dùng cọc BTCT 30x30, đài đặt vào lớp 1. Cọc hạ bằng phương pháp khoan dẫn và đóng vào lớp 4. Phương án này độ ổn định cao nhưng khó thi công và giá thành cao. Lựa chọn phương án cọc: Phương pháp cọc ép (phương án 1) là hợp lí hơn cả về yêu cầu sức chịu tải, khả năng và điều kiện thi công công trình. Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 126 - MSV: 1512105001 2. Vật liệu móng và cọc Đài cọc: + Bê tông : B25 có Rb = 1450 (T/m 2 ), Rbt = 105 (T/m 2 ) + Cốt thép: Thép chịu lực trong đài là thép loại AII có Rs = 28000 T/m2. + Lớp lót đài: Bê tông nghèo B15 dày 10 cm + Đài liên kết ngàm với cột và cọc (xem bản vẽ). Thép của cọc neo trong đài  20d (ở đây chọn 40 cm ) và đầu cọc trong đài 10 cm Cọc đúc sẵn: + Cọc (25x25) cm có: + Bê tông : B25 ; Rb = 1450 (T/m 2 ) + Cốt thép: Thép chịu lực - AII (416 AS = 8,04cm 2 ), đai - AI + Các chi tiết cấu tạo xem bản vẽ. 3.Chiều sâu đáy đài Hmđ Tính hmin - Chiều sâu chôn móng yêu cầu nhỏ nhất: hmin=0,7tg(45 o - 2  ) b Q ' Q : Tổng các lực ngang: Q = 7,6 (T)  ’ : Dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài  ’ = 2 (T/m3) b : Bề rộng đài chọn sơ bộ b = 2 (m)  : Góc ma sát trong tại lớp đất đặt đài  = 9030’ hmin=0,7tg(45 o -9 030’/2) 7,6 2x2 =0,82 m => chọn hm = 1,2 (m) > hmin =>Với độ sâu đáy đài đủ lớn, lực ngang Q nhỏ, trong tính toán gần đúng bỏ qua tải trọng ngang. - Chiều dài cọc: Chọn chiều sâu cọc hạ vào lớp 5 khoảng 1,7 m. => Chiều dài cọc : Lc=( 6,4+4,8+5,8+4+1,7)-1,2+0,5 = 22(m) Cọc được chia thành 4 đoạn dài 5,5 m. Nối bằng hàn bản mã. Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 127 - MSV: 1512105001 0,600 C¸ t hat,chÆt g=2,05T/m3 ; qc=15,6MPa; N=31 SÐt dÎ o.B=0,55 g=1,84T/m3 ; qc=1,34MPa; N=7 SÐt pha,dÎ o g=1,9T/m3 ; qc=4,16MPa; N=19;B=0,24 C¸ t pha dÎ o g=1,8T/m3 ; qc=1,77MPa; N=9; B=0,6 C¸ t hat chÆt võa g=2,09T/m3 ; qc=7,9MPa; N=21 1,800 23,300 Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 128 - MSV: 1512105001 4. Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền: a) Xác định theo kết quả của thí nghiệm trong phòng (phương pháp thống kê): Sức chịu tải của cọc theo nền đất xác định theo công thức: Pđ = Fs Pgh Với : Pgh = Qs - Qc Qs : Ma sát giữa cọc và đất xung quanh cọc . Qs = 1 ii n i i lu  1 Qc : Lực kháng mũi cọc. Qc = 2. R. F Trong đó: 1 2,  - Hệ số điều kiện làm việc của đất với cọc vuông, hạ bằng phương pháp ép nên 1 = 2 = 1. F = 0,25x0,25 = 0,0625 (m 2 ) Ui : Chu vi cọc = 0,25 x4 = 1 (m) R : Sức kháng giới hạn của đất ở mũi cọc. Mũi cọ đặt ở lớp 5 cát hạt vừa ở độ sâu 22,7 (m) =>R = 502(T/m2) i : lực ma sát trung bình của lớp thứ i quanh mặt cọc. Chia đất thành các lớp đồng nhất, chiều dày mỗi lớp  2m như hình vẽ. Ta lập bảng tra i ( theo giá trị độ sâu trung bình li của mỗi lớp và loại đất, trạng thái đất.) Lớp đất Hi li  li .  B 1 2.8 2 16.5 33,3 0.55 4.8 2 20.2 40,4 6.4 1.2 21.9 26,3 2 8 2 19 38 0.6 10 2 19 38 11.4 0.8 19.3 15,4 3 12.8 2 60.9 122 0.24 14.8 2 63.4 127 16.7 1.8 65.7 131,4 4 18.6 2 79 158 0 20.6 2 79 158 5 22.45 1.7 80 136 0 Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 129 - MSV: 1512105001 SÐt dÎ o.B=0,55 g=1,84T/m3 ; qc=1,34MPa; N=7 SÐt pha,dÎ o g=1,9T/m3 ; qc=4,16MPa; N=19;B=0,24 C¸ t pha dÎ o g=1,8T/m3 ; qc=1,77MPa; N=9; B=0,6 C¸ t hat chÆt võa g=2,09T/m3 ; qc=7,9MPa; N=21 C¸ t hat ,chÆt g=2,05T/m3 ; qc=15,6MPa; N=31 23.300 1,800 0,000 1,300 Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 130 - MSV: 1512105001 Qc = 2. R. F = 502 . 0,25.0.25 = 31,4 T Qs = 1(3,3+4,04+2,63+3,8+3,8+1,54+12,2+12,7+13,14+15,8+15,8+13,6)= 102,35 T Pgh = 31,4 + 102,35 = 134 T  Pđ = 134 1,4 gh s P F  = 95,5 T b) Xác đinh theo kết quả của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT) Sức chịu tải của cọc theo nền đất xác định theo công thức: Pgh = Qs + Qc +Qs = n.u i n i ihN 1 :Sức khỏng phỏ hoại của đất ở thành cọc Với cọc ép: n =2 Ni - số SPT của lớp đất thứ i mà cọc đi qua. Qs = n. i n i ihN 1 = 2 x4x0,25(9 x6,4+11 x4,8+19 x5,8+21 x4+ 31 x1,7) =714,6(kN) +Qc=m. Fc.Nm :Sức khỏng phỏ hoại của đất ở mũi cọc Nm - số SPT của lớp đất tại mũi cọc. với cọc ép m = 400 Qc= 400 x 0,25 2 x 31=775 (kN) => Pgh = 714,6+775= 1489,6 (kN)= 149(T) Vậy Pđn = (2 3) Pgh Fs  = 149 2,5 = 59,6 (T) c)Xác định theo kết quả xuyên tĩnh(CPT) Pđ = s gh F P = 32 Qc  + 25,1  sQ hay P đ = 32   sc QQ Trong đó: + Qc = kc.qcm.F : sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc Ta có: lớp 5 là cát hạt vừa có qc = 1560(T/m 2 )  kc = 0,5 Qc = 0,5 x 1560 x 0,25 2 = 48,75 (T) + Qs = U. i ciq  .hi : tổng giá trị ma sát ở thành cọc. + I : Hệ số phụ thuộc loại đất và loại cọc, biện pháp thi cụng, tra bảng 5.11 có: 1 = 30; h1 = 6,4 m; qc1 = 134 T/m 2 . 2 = 30; h2 = 4,8 m; qc2 = 177 T/m 2 . 3 = 60; h3 = 5,8 m; qc3 = 416 T/m 2 . 4 = 100; h4 = 4 m; qc4 = 790 T/m 2 . Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 131 - MSV: 1512105001 5 = 100; h5 = 1,7 m; qc5 = 1560 T/m 2 .  Qs =4x0.25x( 134 30 .6,4 + 177 30 4,8 + 416 60 5,8+ 790 100 x4+ 1560 100 x1,7) =155,24 (T). Vậy Pđn = 155,2 48,75 (2 3) 2, 4 5 s cQ Q   = 82 (T) 5.Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Pvl = m (RbFb + RSFS) Trong đó  hệ số uốn dọc. Chọn m=1 ,  =1 . FS : diện tích cốt thép, AS=8,04 cm 2 (416); Fb : Diện tích phần bê tông Fb = Fc- FS = 0.25x0.25-8,04x10 -4 = 616,96.10 -4 (m 2 ) => PVL = 1x1x(1450x616,96.10 -4 + 2,8.10 4 x8,04.10 -4 ) = 120 (T). => Sức chịu tải của cọc: [P]=min(Pđn tk , P spt , P cpt ,Pvl) = min (95,5; 59,6; 82; 120) = 59,6 (T) IV. TÍNH TOÁN MÓNG CỘT TRỤC C (MÓNG M1) 1.Nội lực và vật liệu làm móng Lực tác dụng Theo kết quả tổ hợp nội lực ta chọn được cặp nội lực lớn nhất: Nmax= 233,68 (T) ; Mtư = 22,65 (Tm); Qtư = 6,9 (T). Tải trọng do giằng móng tác dụng vào cột C1 (chọn giằng móng là 350x600) Ng=2,5.(4,5-0,3).0,35.0.6.1,1+2,5.0,35.0,6.1,1((6,6-0,6/2-0,5/2)+(3,3-0,6/2))/2= 4,3(T) Tải trọng do tường tầng trệt tác dụng vào móng, tường cao 4,2m khụng cửa, tường cao 4m khụng cửa Nt = 435,6.4,2.(4,5-0,3) + 435,6.4.(6,6-0,3-0,25)/2 = 12955(KG) = 12,955 (T) Vậy tổng lực tác dụng vào cột C1 là : Nc1 = Nmax+ Ng + Nt = 233,68 + 4,3 + 12,955 = 251 (T) Mc1 = 22,65 (Tm) Qc1 = 6,9 (T). 2.Chọn số lượng cọc và bố trí: +Xác định sơ bộ số lượng cọc Nc    25 . 1 1,2. 5,05 59,6 ttN P    Chọn 5 cọc bố trí như hình vẽ: Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 132 - MSV: 1512105001 Sơ đồ bố trí cọc móng M1 Từ việc bố trí cọc như trên => Kích thước đài: Bđ x Lđ = (2 x1,6) m - Chọn hđ = 0,8m  h0đ = 0,8 - 0,1 = 0,7m 3. Tính toán kiểm tra sự làm việc đồng thời của công trình, móng cọc và nền. 3.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc. - Theo các giả thiết gần đúng coi cọc chỉ chịu tải dọc trục và cọc chỉ chịu nén hoặc kéo. + Trọng lượng của đài và đất trên đài: Gđ  Fđ .hm . tb = 2 x1,6 x1,2 x2 = 7,68 (T) + Tải trọng tác dụng lên cọc được tính theo công thức: Pi = 2 1 .tt y idd n i i M xN n x    N tt = N0 tt +Gđ = 251 +7,68 = 258,68 (T) M0y tt = 22,65 (T.m) Với xmax = 0,75 (m); ymax = 0,55 (m). => Pmax,min = 2 22,65258,68 5 4 i i x x    + Tải trọng truyền lên cọc không kể trọng lượng bản thân cọc và lớp đất phủ từ đáy đài trở lên tính với tải trọng tính toán. Bảng số liệu tải trọng ở các đầu cọc: Cọc xi (m) Pi (T) 1 -0,75 44,18 2 0,75 56,6 3 0 51,7 4 -0,75 44,18 1 5 0,75 56,6 Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 133 - MSV: 1512105001 Pmax =56,6 (T); Pmin = 44,18 (T). => tất cả các cọc chịu nén - Kiểm tra: P = Pmax + qc  [P] - Trọng lượng tính toán của cọc : qc =bt.a 2 .lc.n =2,5 x0,25 2 x22 x1,1 = 2,9 T => Pmax+ qc = 56,6 + 2,9 =59,5 (T) < [P] = 59,6 (T) => Vậy tất cả các cọc đều đủ khả năng chịu tải và bố trí như trên là hợp lý. P tt min > 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. 3.2 Tính toán kiểm tra độ bền bản thân móng cọc a. Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công - Khi vận chuyển cọc :tải trọng phân bố q = .F.n Trong đó: n: hệ số kể đến tác dụng động của tải trọng, n = 1,5 q = 2,5.0,25.0,25.1,5 = 0,234 T/m - Sơ đồ tính khi vận chuyển: Hình 2.36 Sơ đồ tính khi vận chuyển Chọn a=0,207.lc = 1,14 m M1 = M2 = 2. 2 q a =0,234.1,14 2 /2= 0,152 (Tm 2 ) Trường hợp treo cọc lên giá búa: Để M2 +  M - 2 thì b =0,294 xlc => b  0,294 x5,5 = 1,62 (m) + Trị số mômen dương lớn nhất trong trường hợp này M2= 2 2qb = 20,234 1,62 2  =0,31 (Tm) Biểu đồ cọc khi cẩu lắp M b 2 - + 2 M Hình 2.37 Sơ đồ tính khi cẩu lắp Ta thấy M1< M2 nên ta dùng M2 để tính toán Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 134 - MSV: 1512105001 Lấy lớp bảo vệ của cọc là 3 cm => chiều cao làm việc của cốt thép h0 =25 - 3 =22 cm =>Aa= 2 0,9 o a M h R = 0,31 0,9 0,22 28000  =5,5.10 -5 ( m 2 ) = 0,55(cm 2 ) Cốt thép dọc chịu lực của cọc chọn theo cấu tạo là 416  cọc đủ khả năng chịu lực -Tính toán cốt thép làm móc cẩu + Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc : Fk= ql => Lực kéo ở 1 nhánh gần đúng F’k= Fk/2=q.lc/2= 0,234x5,5/2=0,644 T Diện tích cốt thép của móc cẩu Fs= a k R F' = 0,644 28000 =2,29.10 -5 (m 2 ) = 0,23(cm 2 ) => Chọn thép móc cẩu 12 có Asmc= 1,131 cm 2 Vị trí đặt móc cẩu là: cách đầu cọc 1 đoạn là 1,5m Chọn búa thích hợp :Lc < 12m  Theo kinh nghiệm Qbúa = 2,5 T b. Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng qc = trọng lượng tính toán của cọc qc = 2,5 .0,25 2 . 22 .1,1=3,78 T Pnến = Pmax + qc =52,05+3,78 = 55,83 T <   57,8P T Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực. Bố trí như trên là hợp lý c. Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng- điều kiện đâm thủng Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 135 - MSV: 1512105001 -Kiểm tra đâm thủng đài theo dạng hình tháp Pđt < Pcđt Pđt : Lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi đáy tháp đâm thủng 01 02 04 05dtP P P P P     56,6.2 + 44,18.2 = 201,56 (T) Pcđt : Lực chống đâm thủng    1 2 2 1 0cdt c c btP b C h C h R       1, 2 – các hệ số đựơc xác định như sau: 2 2 0 1 1 0,7 1.5 1 1,5 1 3,56 0,325 h C                 2 2 0 2 2 0,7 1.5 1 1,5 1 4,1 0,275 h C                 bc ; hc : Kích thước tiết diện cột. bc x hc = 0,3x0,6 m h0 : Chiều cao làm việc của đài. h0 =0,7 m C1 ,C2 : Khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp đâm thủng. C1 =0,325 ; C2 =0,275 RK : Cường độ tính toán chịu kéo của bê tông. 1 ; 2 : Các hệ số.      1 2 2 1 0 3,56(0,3 0,275) 4,1(0,6 0,325) .0,7.105cdt c c btP b c h c h R            429,2 ( T ) Vậy Pđt = 201,56 (T) < Pcđt = 429,2 T Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 136 - MSV: 1512105001  Chiều cao đài thoả món điều kiện chống đâm thủng - Kiểm tra khả năng hàng cọc chọc thủng đài theo tiết diện nghiêng +Khi b  bc + 2h0 thì 0. .dt btP b h R +Khi 02.cb b h  thì 0 0( ) .dt c btP b h h R  Ta có: b = 1,6 < 0,3 + 2x0.7 = 1,7 m => Pđt = 02 05P P  56,6+ 56,6= 113,2 (T) < b.h0. Rbt =1,6x0,7x105 = 117,6 (T ) => Thoả mãn điều kiện chọc thủng. Kết luận : Chiều cao đài thoả mãn điều kiện chống đâm thủng và chọc thủng theo tiết diện nghiêng. 3.3 Kiểm tra tổng thể móng cọc a) Kiểm tra áp lực dưới đáy khối móng - Điều kiện kiểm tra pqw  Rđ pmaxqw  1,2.Rđ - Xác định khối móng quy ước + Chiều cao móng khối quy ước tính từ mặt đất xuống mũi cọc Hqư = 22,7 m + Góc mở: Với: 0 0 0 0 0 01 1 2 2 3 3 4 4 1 2 3 4 . . . . 9 .6,4 11 .4,8 5,8.16 45 32 21.4 34 54.1,7 17,33 22,7 tb h h h h h h h h                    = tb/4 = 017,33 4,33 4  + Chiều dài của đáy khối quy ước: Lqư = (2 - 2x0,125) + 2. 22,7. tg( 4,33 0 ) = 5,2 m + Chiều rộng của đáy khối quy ước Bqư =(1,6 - 2x0,125) + 2. 22,7. tg( 4,33 0 ) = 4,78 m Giả thiết coi móng cọc là móng khối quy ước như hình vẽ: Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 137 - MSV: 1512105001 - Xác định tải trọng tính toán dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc) Trọng lượng của đất và đài từ đế đài trở lên xác định theo công thức: N1 = Lqư x Bqư .h .tb = 4,78.5,2.1,2.2=57,36 T  Trọng lượng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài:  N2 tc = (LM. BM. - Fc) li.i N2 =(4,78.5,2 - 0,25.0,25.5).[6,4.1,84+ 4,8.1,8+1,9.5,8+4.2,04+1,7.2,05] =1017,12 T Qc = trọng lượng tính toán của cọc Qc =5. 2,5.0,25 2 . 22.1,1=14,5 T  Tải trọng tại mức đáy móng: N = N0 + N1 +N2 + Qc = 239,7 + 57,36+ 1017,12+ 14,5 = 1328,7 T. My = M0y = 21,45 Tm. - Áp lực tính toán tại đáy khối móng quy ước: pmax,min = qu N F  y My W Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 138 - MSV: 1512105001 Wy = 6 LB 2MM = 24,78 .5,2 6 = 19,04 m 3 . Fqu = 4,78 . 5,2 =24,8 m 2 .  pmax,min = 1328,7 24,8  21,45 19,04 pmax = 54,7 T/m 2 ; pmin = 52,5 T/m 2 .; p =53,6T/m 2 b. Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước (Theo công thức Terzaghi): Pgh = CNnqNnbNn ccqq ..).1(....5,0  N , qN , cN : Hệ số phụ thuộc góc ma sát trong  Lớp 5 có  =34054 tra bảng ta có: N =44,73 ; Nq = 31,5 ; Nc = 44,3 (bỏ qua các hệ số hiệu chỉnh). Rđ = s gh F P ' ' 0.5 ( 1)m q m c m s N B N H N c H F                => Rđ = 0,5.44,73.2,05x4,78+(31,5-1)x2,05x22,7 22,7x2,05 3  Rđ = 568,3 (T/m 2 ) Ta có: pmaxqư = 54,7 (T/m 2 ) < 1,2 Rđ = 682 (T/m 2 ) qup = 52,5 (T/m 2 ) < Rđ = 568,3 (T/m 2 ) => Như vậy nền đất dưới mũi cọc đủ khả năng chịu lực. c. Kiểm tra lún cho móng cọc: - Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước: bt = 2,05. 1,7 + 4. 2,.04 + 5,8.1,9+4,8. 1,8+6,4. 1,84 =41,03 T/m2 - Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước:  glz 0 =  tc -  bt = 53,7– 41,03 = 12,67 T/m2 - Độ lún của móng cọc có thể được tính gần đúng như sau: S = gl 0 2 0 p..b. E 1   với Lm/Bm = 5,2 /4,78= 1,046    1,16  S = 21 0,25 .4,78.1,16.12,67 4240  = 0,009 m = 0,9cm< 8 cm 3.4 Tính toán cường độ trên tiết diện thẳng đứng -Tính cốt thép đài Đài tuyệt đối cứng, coi đài làm việc như bản côn xôn ngàm tại mép cột. - Mô men tại mép cột theo mặt cắt I-I: MI-I = r1.(P02 + P05 ) =0,45 x(56,6 +56,6) =50,94 ( Tm) Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 139 - MSV: 1512105001 Trong đó r : Khoảng cách từ trục cọc 2 và 5 đến mặt cắt I-I ; r = 0,45(m) Cốt thép yêu cầu ( chỉ đặt cốt đơn ) As(I-I) 0,9. .o a M h R  = 50,94 0,9 0,8 28000  =2,52.10 -3 (m 2 )=25,2 (cm 2 ) Ta chọn 1316 a130 có AS =26,2 (cm 2 ) - Mô men tại mép cột theo mặt cắt II-II: MII-II = r2. (P01 + P02 ) = 0,4x(42,33+56,6)= 39,6(Tm) As(II-II) 0,9. .o a M h R  = 39,6 0,9 0,7 28000  =1,94.10 -3 (m 2 ) =21,4(cm 2 ) Ta chọn 1116 a200 có As=22,1 (cm2) Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 140 - MSV: 1512105001 1 1 BỐ TRÍ CỐT THÉP MÒNG – TRỤC C (M1) V. TÍNH TOÁN MÓNG CỘT TRỤC A (MÓNG M2) 1. Nội lực và vật liệu làm móng Lực tác dụng Theo kết quả tổ hợp nội lực ta chọn được cặp nội lực lớn nhất: Nmax= 179,6 (T) ; Mtư = 15,56 (Tm); Qtư = 7,7 (T). Tải trọng do giằng móng tác dụng vào cột C2 (chọn giằng móng là 350x600) Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 141 - MSV: 1512105001 Ng=2,5.(4,5-0,3).0,35.0.6.1,1+2,5.0,35.0,6.1,1(6,6-0,6/2-0,5/2)/2= 3,57(T) Tải trọng do tường tầng trệt tác dụng vào móng, tường cao 4,2m cú cửa: Nt = 435,6.4,2.0,8.(4,5-0.3) = 6147,2 (KG) = 6,15 (T) Vậy tổng lực tác dụng vào cột C1 là : Nc2 = Nmax+ Ng + Nt = 179,6 + 3,57+ 6,15 = 189,32 (T) Mc2 = 15,56 (Tm) Qc2 = 7,7 (T). 2. Chọn số lượng cọc và bố trí: +Xác định sơ bộ số lượng cọc Nc    189, . 1, 2. 3, 2 59, 32 6 ttN P    Chọn 4 cọc bố trí như hình vẽ: SƠ ĐỒ BỐ TRỊ CỌC MÓNG M2 Từ việc bố trí cọc như trên => Kích thước đài: Bđ x Lđ = (1,6 x1,8) m - Chọn hđ = 0,8m  h0đ = 0,8 - 0,1 = 0,7m 3.Tính toán kiểm tra sự làm việc đồng thời của công trình, móng cọc và nền. 3.1. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc. - Theo các giả thiết gần đúng coi cọc chỉ chịu tải dọc trục và cọc chỉ chịu nén hoặc kéo. + Trọng lượng của đài và đất trên đài: Gđ  Fđ .hm . tb = 1,8 x1,6 x1,2 x2 = 6,9 (T) Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 142 - MSV: 1512105001 + Tải trọng tác dụng lên cọc được tính theo công thức: Pi = 2 1 .tt y idd n i i M xN n x    N tt = N0 tt +Gđ = 189,32 + 6,9 = 196,22 (T) M0y tt = 15,56 (T.m) VỚi xmax = 0,65 (m) ; ymax = 0,550 (m). => Pmax,min = 2 15,56196, 22 4 4 i i x x    + Tải trọng truyền lên cọc không kể trọng lượng bản thân cọc và lớp đất phủ từ đáy đài trỏ lên tính với tải trọng tính toán. Bảng số liệu tải trọng ở các đầu cọc. Cọc xi (m) Pi (T) 1 -0,65 43 2 0,65 55 3 -0,65 43 4 0,65 55 Pmax =55 (T); Pmin = 43(T). => tất cả các cọc chịu nén - Kiểm tra: P = Pmax + qc  [P] - Trọng lượng tính toán của cọc : qc =bt.a 2 .lc.n =2,5 x0,25 2 x22 x1,1 = 3,78 T => Pmax+ qc = 55+ 3,78 =58,78 (T) < [P] = 59,6 (T) => Vậy tất cả các cọc đều đủ khả năng chịu tải và bố trí như trên là hợp lý. P tt min > 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. 3.2 Tính toán kiểm tra độ bền bản thân móng cọc a. Độ bền của cọc khi vận chuyển và cẩu hạ cọc - Khi vận chuyển cọc :tải trọng phân bố q = .F.n Trong đó: n: hệ số kể đến tác dụng động của tải trọng, n = 1,5 q = 2,5.0,25.0,25.1,5 = 0,234 T/m - Sơ đồ tính khi vận chuyển: Chọn a=0,207.lc = 1,14 m Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 143 - MSV: 1512105001 Hình 2.36 Sơ đồ tính khi vận chuyển M1 = M2 = 2. 2 q a =0,234.1,14 2 /2= 0,152 (T/m 2 ) Trường hợp treo cọc lên giá búa: Để M2 +  M - 2 thì b =0,294 xlc => b  0,294 x5,5 = 1,62 (m) + Trị số mômen dương M2= 2 2qb = 20,234 1,62 2  =0,31 (T/m 2 ) Biểu đồ cọc khi cẩu lắp M b 2 - + 2 M Ta thấy M1< M2 nên ta dùng M2 để tính toán + Lấy lớp bảo vệ của cọc là 3 cm => chiều cao làm việc của cốt thép h0 =25 - 3 =22 cm =>Aa= 2 0,9 o a M h R = 0,31 0,9 0,22 28000  =5,5.10 -5 ( m 2 ) = 0,55 (cm 2 ) Cốt thép dọc chịu lực của cọc chọn theo cấu tạo là 416  cọc đủ khả năng chịu lực Tính toán cốt thép làm móc cẩu + Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc : Fk= ql => Lực kéo ở 1 nhánh gần đúng F’k= Fk/2=q.lc/2= 0,234x5,5/2=0,644 T Diện tích cốt thép của móc cẩu Fs= a k R F' = 0,644 28000 =2,29.10 -5 (m 2 ) = 0,23(cm 2 ) Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 144 - MSV: 1512105001 => Chọn thép móc cẩu 12 có Asmc= 1,131 cm 2 Vị trí đặt móc cẩu là: cách đầu cọc 1 đoạn là 1,14m b) Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng qc = trọng lượng tính toán của cọc qc = 2,5 .0,25 2 . 22 .1,1=3,78 T Pnến = Pmax + qc =55+ 3,78 =58,78T <   59,6P T Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực. Bố trí như trên là hợp lý c) Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng- điều kiện đâm thủng -Kiểm tra đâm thủng đài theo dạng hình tháp Theo công thức : Pđt < Pcđt Pđt : Lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi đáy tháp đâm thủng . 01 02 03 04dtP P P P P    55.2 + 43.2 = 196 (T) Pcđt : Lực chống đâm thủng    1 2 2 1 0cdt c c btP b C h C h R       1, 2 – các hệ số đựơc xác định như sau: 2 2 0 1 1 0,7 1.5 1 1,5 1 4,9 0,225 h C                 2 2 0 2 2 0,7 1.5 1 1,5 1 4,1 0,275 h C                 Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 145 - MSV: 1512105001 bc ; hc : Kích thước tiết diện cột. bc x hc = 0,3x0,5 m h0 : Chiều cao làm việc của đài. h0 =0,7 m C1 ,C2 : Khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp đâm thủng. C1 =0,225 ; C2 =0,275 RK : Cường độ tính toán chịu kéo của bê tông. 1 ; 2 : Các hệ số.      1 2 2 1 0 4,9(0,3 0,275) 4,1(0,5 0,225) .0,7.105cdt c c btP b c h c h R            425,57 T Vậy Pđt = 196 (T) < Pcđt = 425,57 T  Chiều cao đài thoả mãn điều kiện chống đâm thủng - Kiểm tra khả năng hàng cọc chọc thủng đài theo tiết diện nghiêng +Khi b  bc + 2h0 thì 0. .dt kP b h R +Khi 02.cb b h  thì 0 0( ) .dt c kP b h h R  b = 1,6 < 0,3 + 2x0.7 = 1,7 m => Pđt = 02 04P P  55+ 55= 110 (T) < b h0 Rk =1,6x0,7x105 = 117,6 (T ) => Thoả mãn điều kiện chọc thủng. Kết luận : Chiều cao đài thoả mãn điều kiện chống đâm thủng và chọc thủng theo tiết diện nghiêng . 3.3 Kiểm tra tổng thể móng cọc a. Kiểm tra áp lực dưới đáy khối móng - Điều kiện kiểm tra pqw  Rđ pmaxqw  1,2.Rđ - Xác định khối móng quy ước + Chiều cao móng khối quy ước tính từ mặt đất xuống mũi cọc Hqư = 22,7 m + Góc mở:  = tb/4 = 17,33 4,33 4  Với: 0 0 0 0 0 01 1 2 2 3 3 4 4 1 2 3 4 . . . . 9 .6,4 11 .4,8 5,8.16 45 32 21.4 34 54.1,7 17,33 22,7 tb h h h h h h h h                   + Chiều dài của đáy khối quy ước: Lqư = (1,8 - 2x0,125) + 2. 22,7. tg( 4,33 0 ) = 5 m + Chiều rộng của đáy khối quy ước Bqư =(1,6 - 2x0,125) + 2. 22,7. tg( 4,33 0 ) = 4,78 m Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 146 - MSV: 1512105001 Giả thiết coi móng cọc là móng khối quy ước như hình vẽ: - Xác định tải trọng tính toán dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc) - Trọng lượng của đất và đài từ đế đài trở lên xác định theo công thức: N1 = Lqư x Bqư .h .tb = 5 .4,78.1,2.2=57,36 T  Trọng lượng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài:  N2 tc = (LM. BM. - Fc) li.i N2 =(5.4,78 - 0,25.0,25.4).[6,4.1,84+ 4,8.1,8+1,9.5,8+4.2,04+1,7.2,05] =932,38 T Qc = trọng lượng tính toán của cọc Qc =4. 2,5.0,25 2 .22.1,1=15,13 T  Tải trọng tại mức đáy móng: N = N0 + N1 +N2 + Qc = 188,02 + 57,36 + 932,38 + 15,13 = 1177,76 T. My = M0y = 17,4 Tm. - Áp lực tính toán tại đáy khối móng quy ước: pmax,min = qu N F  y My W Wy = 6 LB 2MM = 25 .4,78 6 = 16,7 m 3 . Fqu = 5 . 4,78 =23,9 m 2 . Công trình: TÒA NHÀ HẢI MINH Sinh viên: PHẠM VĂN LỊCH - 147 - MSV: 1512105001  pmax,min = 1177,76 23,9  17, 4 16,7 pmax = 50,3 T/m 2 ; pmin = 48,2T/m 2 .; p =49,25T/m 2 b. Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước (Theo công thức Terzaghi): Pgh = CNnqNnbNn ccqq ..).1(....5,0  N , qN , cN : Hệ